Transcript 3.葉宗洸老師- 核四真相與封存20140512 Updated

National Tsing-Hua University
核 四 真 相 與 封 存
葉宗洸
國立清華大學
工程與系統科學系 教授兼系主任
於
核四爭議說明會
旺宏館國際會議廳
May 12th, 2014
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
內 容 大 綱
Source: NOD, Taiwan Power Company, 2012
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
1. 核能發電簡介（1/4）
核能發電是利用鈾原子核的分裂反應產生能量，將
液態水加溫成為水蒸汽，用以驅動汽渦輪機後發電。
圍阻體
調壓槽
控制棒
壓力槽
蒸汽產生器
發電機
汽輪機
冷凝器
Source: http://www.nrc.org
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
1. 核能發電簡介（2/4）
我國的核一、二廠屬於具備一次迴路的沸水式反應
器(如下圖)，核三廠則為具主、次迴路的壓水式反應
器(前頁)，核四廠則為進步型沸水式反應器。
圍阻體
發電機
壓力槽
控制棒
汽輪機
冷凝器
Source: http://www.nrc.org
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
1. 核能發電簡介（3/4）
核能是中子撞擊鈾（U）原子核，並使其分裂後所產
生的能量 (因為E=mc2)，期間並會伴隨輻射的產生。
中子
鈾原子
鈾同位素
第一代中子
第二代中子
第三代中子
Source: http://www.nrc.org
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
1. 核能發電簡介（4/4）
核分裂反應後附帶產生的是高能量快中子，因核電
廠鈾燃料中的鈾-235濃化度只有5%，快中子須經緩
衝劑(水)減速為低能量熱中子後，方可有效引發下一
個核分裂反應，並產出設定的能量。
武器級(原子彈)鈾燃料中的鈾-235濃化度超過90%，
燃料配置密度高且外殼有中子反射體，所以可逕用
快中子引發連鎖式的核分裂反應。
核電廠中的核燃料不可與原子彈相提並論，也不可
能出現核爆的情況。同理，用過核燃料更不會有核
爆的問題。
=
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
2. 龍門電廠（1/5）
民國81年核定計畫為建造2部各100萬瓩之核能機組，
核四廠原核定投資總額為1,697億元。
後援依可行性分析審查委員之建議，採購規範設定機
組容量為100~135萬瓩，民國85年決標結果為2部共
270萬瓩功率之核能機組。民國88年3月17日核四廠正
式動工。
核四廠興建的總金額增加，一部分係因機組容量擴大
及利率、匯率與物價變動，主要則是因歷經停、復工
(89年10月至90年2月)，工程重新發包，導致工期延長、
履約爭議及契約修訂等因素。此外，因應福島事件進
行安全防護總體檢強化方案，也使經費增加。
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
2. 龍門電廠（2/5）
工程期間共歷經四次經費調整，目前投資總額為2,838
億元。假設此兩部ABWR機組(1350 MWe 2)的最終造
價為3300億台幣 (110億美金)，相當於每瓩造價新台幣
122,200元 (4,073美元)。
核四廠造價比較貴？
美國V. C. Summer兩部AP1000新機組(1117 MWe 2)總造價2940億台幣
(98億美金)，相當於每瓩造價新台幣131,600元。
美國Vogtle兩部AP1000新機組(1117 MWe 2)總造價4200億台幣 (140億美
金)，相當於每瓩造價新台幣188,000元。
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
2. 龍門電廠（3/5）
核四廠造價比較貴？
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
2. 龍門電廠（4/5）
核四廠 = 拼裝車？
Source: Taiwan Power Company
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
2. 龍門電廠（5/5）
工程與系統整合
核電廠
反應爐
汽機/發電機
工程顧問公司
核一廠(金山)
奇異(GE)
西屋(WH)
Ebasco
核二廠(國聖)
奇異(GE)
西屋(WH)
Bechtel
核三廠(馬鞍山)
西屋(WH)
奇異(GE)
Bechtel
核四廠(龍門)
奇異(GE)
日本三菱
石威 (Stone & Webster)
芬蘭第一座核電廠 Loviisa核電廠的反應爐是蘇聯製，
機電設備是美國西屋，工程技術顧問是德國西門子，
三者合體成立的營運公司，當年甚至還被戲稱為
Eastinghouse。此「超級拼裝車」1977年開始運轉，
核燃料從俄羅斯進口，最近剛獲評價是歐洲最優良
核電廠之一。
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
3. 施工與安檢（1/9）
核四廠在民國88年3月17日正式動工後，旋即於89年
10月遭遇停工，雖然90年2月得以復工，但期間的違
約賠償、履約爭議、草率結案，以及復工後的重新
發包、契約修訂、界面重整等因素，均導致後來的
施工不順、工期延長與預算追加。
Source: Taiwan Power Company
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
3. 施工與安檢（2/9）
施工缺失
原能會自民國88年至今，就龍門計畫共開立違規案49件，
其中裁處罰款者14件。目前已改善經原能會同意結案36
件(73%) 。自99年起監察院共提出6件糾正案，已結案2件，
未結案4件，此4件亦已函覆監察院並持續辦理後續問題
之釐清。
台電列管現場查核
履勘後之強化工項 、
試運轉測試發現問
題、配合工序尚未
完成工項等18項 (簡
稱18工項) 。
Source: Taiwan Power Company
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
3. 施工與安檢（3/9）
總體檢與工程強化措施
原能會於100年4月要求台電公司進行全方位核能總體檢
台電公司於101年1月提送主動研提67項因應與強化方案
目前已完成82% (104年5月前全部完成)
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
3. 施工與安檢（4/9）
再度執行安全檢測
設置「強化安全檢測小組」，由各核電廠抽調 45名資深
工程師以及12名GE公司顧問，自102年5月起展開重新試
運轉測試工作。
經濟部並聘請2名顧問及8名學者專家成立「核四安檢專
家監督小組」監督試運轉測試作業。
(專家監督小組名單：交通大學機械工程學系教授成維華、巨廷工程顧
問公司董事長許勝田、台大工學院院長顏家鈺、台大機械系教授單秋
成、長庚大學電子工程系教授馮武雄、清大工程與系統科學系系主任
葉宗洸、清大光電所教授劉容生及中興大學工學院院長薛富盛。)
原能會確認符合法規要求及安全無虞下，並經公投同意
後，核四廠才會裝填燃料。
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
3. 施工與安檢（5/9）
試運轉測試現況 (1/5)
目前核四廠的試運轉測試與安檢工作並行，最新進度：
截至今年4月14日為止，系統再檢視共計126個系統，已
通過再檢視114個系統，約占95.5%；測試再驗證共計231
份程序書，已通過再驗證測試198份，約占85.7%。
Source: Taiwan Power Company
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
3. 施工與安檢（6/9）
試運轉測試現況 (2/5)
Source: Taiwan Power Company
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
3. 施工與安檢（7/9）
試運轉測試現況 (3/5)
案例說明
安全注水及冷卻功能
高壓爐心注水系統（HPCF）B/C泵低壓力高流量不符
FSAR設計要求，送回英國原廠修護。
圍阻體包封功能
一次圍阻體結構完整性測試(SIT)通過，但備用氣體處理
系統風扇高振動，須進行基座補強。
反應器廠房（二次圍阻體）負壓測試。
防火門性能測試
符合CNS標準，但不符合UL標準，若未通過耐火試驗，
須全數更換。
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
3. 施工與安檢（8/9）
試運轉測試現況 (4/5)
不要再扯寶特瓶了! (96年10月結案)
是一次圍阻體內壁上的
鋼襯板正進行查漏中 !
圍阻體包封功能
一次圍阻體整體洩漏測試（ILRT）。鋼襯板查漏中。
安檢的目的正是找出問題並解決問題 !
CST
Source: Toshiba Corporation
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
3. 施工與安檢（9/9）
試運轉測試現況 (5/5)
前述18工項須改進項目之執行情形：截至今年4月14日為
止，已完成13項，須改善5項，正依規劃進度辦理中。
所有試運轉測試與安檢工作最快將於今年6月完成，接著
是完成系統功能試驗報告並送原能會審查。
封存？
待原能會審查通過後，
下一階段工作應為燃料
裝填後的啟動測試。
因為燃料裝填後「不能
回頭」，所以
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
4. 核四廠的安全設計（1/3）
核四廠的深度防禦
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
4. 核四廠的安全設計（2/3）
多重多樣的移熱系統
ADS: 自動洩壓系統
RHR: 餘熱移除系統
HPCF: 高壓注水系統
RCIC: 爐心隔離冷卻系統
CST: 冷卻水補充槽
CST
Source: http://www.iaea.org/NuclearPower/Downloads/Technology/meetings/2011-Jul-4-8-ANRT-WS
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
4. 核四廠的安全設計（3/3）
斷然處置措施
定置式(含慣用與備用)電源喪失時，機動式電源啟動。
兩階段洩壓與及時注水(消防車與非慣用水源)。
實施斷然處置後
的核能電廠不會
發生嚴重核子事
故，但可能從此
無法重新運轉。
不過，民眾生命
財產得以保障，
也無疏散問題。
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
5. 核四廠的影響（1/3）
台灣地區電力備用容量率正逐年下降中。
林口、通霄、大林等火力電廠陸續完成更新擴建計畫
核一廠除役 核二廠除役 核三廠除役
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
5. 核四廠的影響（2/3）
台灣北部的核一、二和協和電廠即將除役，沒有核四廠，
北部供電會更加吃緊，要限電會是北部首當其衝。
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
5. 核四廠的影響（3/3）
若核四廠商轉，且所規劃機組均能如期完工，備用容
量率110年以前可維持在10%以上，至北部不足電力均
可藉由輸電線中電北送彌補缺口。
若核四廠不商轉，短期無法增建電廠，預估自105年
以後，備用容量率將有多年低於10%以下，甚至有不
足5%的情形。
就我國過去經驗統計，當備用容量率低於10%時，就
可能有缺電風險；低於7.4%時，則限電幾乎無法避免。
未來即使可透過輸電線將中南部電力北送支援，依然
無法補足北部的電力缺口，將使得北部區域停限電機
率大增，對產業及民生都將造成相當大的衝擊。
Department of Engineering and System Science
National Tsing-Hua University
6. 結語（1/1）
我們從日本福島核能事故學到的寶貴教訓：「資訊更
透明、反應更積極、運轉更安全」。
未來一旦實施公投，你我的一個動念將可以決定核四
廠的存廢，也同時決定了我們必須共同承擔的未來。
做出最後決定之前，讓我們都先問問自己： 「準備
好了嗎? 」
在此之前，讓我們用實際
行動做到節約能源。例如:
多吃素、少吃肉，也是有
效節能的一種方式。
Department of Engineering and System Science